
山东鑫海矿业技术装备股份有限公司成立于 1997 年,是一家以提供“矿业全产业链服务(EPC+M+O)”为主,集矿山设计研发、机械制造、装备采购、矿山管理、矿山运营和行业资源整合为一体的总承包总集成服务商。鑫海矿装坚持“您需要的正是我们能做到的”服务理念,大力实施“五化发展战略”:营销互联化、市场国际化、制造服务化、管理现代化及发展创新化,努力为客户提供高收益、低能耗的矿业全产业链服务。
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我国高岭土资源储量丰富,类型齐全。高岭土因具有白度高、良好的绝缘性、可塑性和离子吸附等特性,已广泛应用于造纸、陶瓷、玻璃、橡胶、建材等行业,具有重要的工业和经济价值。
我国高岭土主要分为5种类型,即风化残余型、风化淋滤型、热液蚀变型、含硫温泉水蚀变型、河湖海湾沉积型等。其中风化型矿床主要分布在四川、广东等地,热液蚀变型矿床主要分布在江西等地,沉积型高岭土矿床主要分布在河北、山西、福建等地。
矿床成因类型
亚类
矿物组成
典型矿床类型
我国锰矿资源丰富,但大多以菱锰矿为主,电解金属锰生产过程中多数以菱锰矿为生产原料。在生产中,菱锰矿通常采用浓硫酸酸解后再经过中和、除铁、过滤、除重后进入电解工序。
锰矿石在矿山上经过人工进行开采后所得,开采后的锰矿石运输至加工厂进行破碎预处理后,再通过磁选、浮选等选矿方法进行选矿。
我国本土的菱锰矿大多数品位较低,其中含有的杂质较多,而主要的矿物 MnCO₃也会伴生有大量的其他矿物,例如:石英(SiO₂)、赤铁矿(Fe₂O₃)、磁铁矿(Fe₃O₄)、黄铁矿(FeS₂)、白云石(CaMg (CO₃)₂)以及一些黏土物质包括钙沸石、海泡石等矿物26,此外在菱锰矿中还含有一些重金属离子。使用硫酸与之进行浸出反应,菱锰矿与硫酸进行浸出反应,主要发生的反应见方程式:
MnCO₃+H₂SO₄→MnSO₄+H₂O+CO₂↑
菱锰矿中的碳酸锰与硫酸反应生成硫酸锰和二氧化碳,其中的二氧化硅将不参加反应保留在锰渣中,氧化铁、四氧化三铁、硫化亚铁等杂质与硫酸反应生成硫酸亚铁或硫酸铁,碳酸钙镁与硫酸反应生成硫酸钙、硫酸镁和二氧化碳,此外,菱锰矿中的铬、铅、铜、镍等一些重金属离子也会与硫酸反应进入溶液当中,为保证后续产品的质量,必须对溶液进行净化处理。
由于浸出过程中加入过量的硫酸,因此采用入石灰石进行中和过量酸,将矿浆 pH 值提高到 5.0-6.0 范围内,加入氧化剂或鼓入空气,将 Fe²⁺氧化为 Fe³⁺,再经氨水调控至目标值,使 Fe³⁺等金属杂质反应生成氢氧化物沉淀,待铁离子除至目标值后再将矿浆送入高压隔膜压滤机进行第一次固液分离,滤液进入下一步工序,滤渣(即锰渣)进入中转渣库,然后送渣场堆存。
物理选矿技术通过利用矿物间物理特性的差异分离金矿与脉石,为难处理金矿的提取提供了基础方法,主要工艺包括重选、浮选及磁电分选。
重选技术依赖于矿物密度的差异,典型设备如离心选矿机、摇床和螺旋溜槽。离心选矿机以高离心力场作用在矿粒上,通过流体动力学优化分离效率,适用于处理粒径范围为0.1~2mm的金矿,设备常规处理能力达20~50t/h,且分离精度较高。摇床通过调节倾斜角度和矿浆流速实现金矿与脉石的分离,适用于粗选和精选阶段,而螺旋溜槽则在重力场作用下分离细粒级金矿。
浮选工艺基于矿物表面疏水性差异,广泛应用于金矿硫化物的分离。采用起泡剂生成均匀气泡,与捕收剂协同作用,矿物颗粒通过吸附作用附着在气泡上浮至矿浆表面。现代浮选设备,如机械搅拌式浮选机,结合多段浮选工艺,通过精细调控气泡粒径(通常为10~200μm)和矿浆pH(7~9),显著提高选矿效率。捕收剂,如黄药和黑药,通过分子结构的亲水基与疏水基作用增强选择性分离。
磁电分选技术则利用矿物的磁性差异进行高效分离。高梯度磁选机通过强磁场(1~2T)作用于矿浆中磁性颗粒,集中处理含磁铁矿或黄铁矿的金矿。该技术适用于细粒矿物(粒径范围0.1~1mm),结合电磁振动筛实现多级分离,有效降低杂质矿物的影响,提高精矿质量。
磷矿是指在经济上能被利用的磷酸盐类矿物的总称,是一种重要的化工原料,主要用于农业生产中的磷肥以及工业生产中的黄磷、磷酸、磷酸盐的制备,其中磷肥对磷矿的需求占比最大。
磷矿石选别方法主要有重选法、浮选法、磁选法、焙烧法及联合选别法,其中浮选是最有效的分选方法,但在处理微细粒级和复杂嵌布形态的磷矿石时存在一定局限性。随着磷矿资源的长期大规模开发,高品位易选磷矿石资源日益枯竭,加之采矿过程中会不可避免地混入围岩和夹石,选矿难度越来越大。
应用预选抛尾技术可以降低后续浮选分离的难度,目前主要有光电预选抛尾、重选抛尾、磁选抛尾、浮选抛尾、联合工艺抛尾等技术。光电预选抛尾技术作为近年来新兴的抛尾技术,具有适用性强、流程简单、操作便捷、抛尾效率高等优势,主要原理是基于不同矿物的表面特征和光学特性(如尺寸、密度、颜色、纹理、光泽度及透明度等)的差异,实现对矿石和废石的识别分离。
光电预选需要满足一定的粒度范围,通常在粗碎之后、磨矿之前进行,与传统人工手选目的一样,旨在抛除废石,提高入磨品位,降低选矿成本。在工业应用中,光电分选机系统主要包括给料系统、传感器系统、物质识别系统和分选系统,原矿石通过给料系统将矿石平铺在输送带上,运送至射线源进行穿透,同时利用图像分析引擎对穿透的矿石进行数据采集,将采集的数据输入信息处理系统,最后由分选系统的高压喷吹装置的气排枪进行精准击打,从而实现矿石与废石的分选。
光电预选技术主要包括图像色选技术和X射线分选技术。其中图像色选技术通过智能高清图像分辨矿物的颜色、纹理、形状、光泽度及透明度等表面特征来实现对矿石和废石的识别分选,适用于表面特征差异明显的铜铅矿、铅锌矿、钨矿、钼矿等有色金属矿及萤石矿、石英、方解石等非金属矿。
X射线分选技术包括X射线透射技术(XRT)和X射线表面辐射技术(XRF)。XRT技术主要基于矿物的尺寸、密度和不同元素对X射线反应性的差异来实现对矿石和废石的识别分选,适用于图像色选技术或人工不能区分的难处理铜铅矿、铅锌矿等有色金属矿,也适用于萤石矿、石英、方解石等非金属矿。XRF技术在矿石分选中应用很少,在矿石品位、金属材料元素分析、煤质检测等方面的应用较多。
钛铁矿(FeTiO₃)是钛金属及其化合物的主要来源,全球约90%的钛原料来自钛铁矿选矿。虽我国原生钛铁矿市场占有率较高,但其品位低、分布复杂,传统的磁选工艺回收率相对较低。相比之下,浮选在细粒级钛铁矿回收方面具有显著优势,是回收微细粒级钛铁矿的有效方法。浮选技术因其对细粒级钛铁矿的高效分选能力,已成为处理低品位、复杂伴生钛矿的核心方法。
钛铁矿是工业上提取钛和二氧化钛的重要原料,化学式为FeTiO₃,理论TiO₂含量为。钛铁矿为Fe-Mg和Fe-Mn完全同质异象替代矿,形成镁锰铁矿、镁钛矿和金红石钛矿。该矿石属三方晶系,晶体多呈板状,集合体多呈块状或粒状。其晶体结构类似刚玉,O₂⁻离子按六方最密堆积方式排列,层积垂直于立方轴,Fe₂⁺和Ti⁻⁺交替填充O₂⁻形成的八面体空隙的三分之二。钛铁矿颜色为钢灰色至铁黑色,条痕颜色为黑色至棕红色。它具有金属至半金属光泽,磁性和导电性较弱。
pH调节剂矿浆的pH值
会显著影响矿物的表面电性质和浮选药剂的分子活性,尤其是在钛铁矿浮选过程中。硫酸通常用作关键的pH调节剂。研究表明,当pH值在5到5.5之间时,钛铁矿浮选效果最佳,可实现最快的浮选速度和最高的累积回收率。在细粒钛铁矿浮选过程中,使用硫酸调节矿浆的pH值并去除矿物表面的黏液和氧化膜。捕收剂TAO在pH值5.5至9.0范围内对钛铁矿表现出良好的选择性,在pH值8.0至9.0时选择性最佳。
抑制剂
随着钛铁矿资源日益枯竭、精炼和复杂化,单一浮选捕收剂往往难以有效分离目标矿物。因此,脉石抑制尤为重要。目前,常用的钛铁矿浮选抑制剂包括水玻璃、草酸、羧甲基纤维素(CMC)、六偏磷酸钠和氟硅酸钠。
白钨矿,属四方晶系,呈灰色、白色或棕黄色,是钨冶炼中具有经济价值的原料。白钨矿在矽卡岩、石英和云英石相关的钨矿床中发育良好,并出现在侵入相关和造山型金矿床中。
矿床中常伴生硫化矿,如黄铁矿、砷黄铁矿、辉钼矿、方铅矿、闪锌矿、含银矿物,以及稀土元素矿物等,此外还有硅酸盐矿物、含钙矿物等脉石矿物伴生。硅酸盐脉石矿物常见有石英、黑云母、辉石和石榴石等。含钙脉石矿物通常有白云石、磷灰石、方解石、萤石等。
白钨矿的选矿过程相当复杂,由于其矿物组成多样化且赋存状态各异,需要采用多种不同的选矿工艺联合以达到最佳效果。浮选是最广泛应用的工艺手段,但重选、磁选和化学选矿等其他工艺方法也经常用于白钨矿的选矿过程。
重选是根据矿粒间的密度差异,通过运动介质中所受重力、流体动力和其他机械力的不同,实现矿粒按密度分选的过程。重选包括水力分级、跳汰选矿、重介质选矿、溜槽选矿、摇床选矿、洗矿。
磁选利用不同矿物的磁导率对磁场的反应差异,实现矿粒按磁导率的分选。对于嵌布粒度较粗的白钨矿,采用单一重选工艺即可取得较好的选矿指标。而磁选通常用于分离与白钨矿共生的黑钨矿、磁铁矿、磁黄铁矿等磁性矿物。
浮选是利用不同矿物在水溶液中的疏水性差异,通过使用各种浮选药剂实现矿物之间的分离。白钨矿主要通过浮选从脉石矿物中分离。